ارزیابی روند تغییرات مکانی و زمانی دمای منطقه‌ای تحت اثر گرمایش جهانی در استان تهران

زمینه و هدف شهرها با توسعه خود به‌طور قابل‌توجهی ویژگی‌های سطح زمین را تغییر داده‌اند. این تغییرات توانسته در مقیاس محلی بر الگوهای آب‌و‌هوایی اثر داشته باشد. بنابراین شهرها با افزایش دما، با یک چالش بزرگ به نام جزیره حرارتی مواجه شده‌اند. هدف این مطالعه، بررسی روند تغییرات مکانی و زمانی دمای منطقه‌ای و گستردگی جزیره حرارتی در استان تهران است. یکی از رویکردهای نوآورانه در این پژوهش تلفیق دید هواشناسی و سنجش از دور است.روش داده‌های دمای روزانه ایستگاه‌های سینوپتیک تهران (شمیران، چیتگر، مهرآباد، آبعلی، فیروزکوه و ژئوفیزیک) از سال 1996 تا 2020 از سازمان هواشناسی جهت بررسی روند دما با آزمون من کندال، اخذ شد. جهت محاسبه میانگین دمای منطقه‌ای، تصاویر سنجنده مودیس دمای ماهانه سطح زمین از سایت ناسا طی سال‌های 2014 تا 2024 دانلود و در محیط arc gis pro محاسبه شد. جهت تهیه نقشه، پروفیل و گستردگی جزیره حرارتی تصاویر ماهواره‌ای لندست 8 در سال 2024، از سایت usgs دریافت شد و پروفیل حرارتی مناطقی از تهران (1، 9، 18، 22) بر‌اساس بالاترین دمای سطح زمین، ترسیم شد. جهت تهیه نقشه روند تغییرات شاخص پوشش گیاهی و دمای سطح زمین بین سال‌های 2013 تا 2024، از برنامه climate engine بهره گرفته شد. یافته ها الگوی رفتاری دما در ایستگاه‌های شمیران، چیتگر، مهرآباد، آبعلی، فیروزکوه و ژئوفیزیک به‌جز چیتگر افزایشی بود. بررسی میانگین دمای منطقه‌ای شهرستان‌های تهران بالاترین دمای منطقه‌ای را در ماه‌های جولای و آگوست نشان داد که در سال 2015 شهرستان‌های ورامین و ری بالاترین دمای رویه زمین را با 52/50 درجه سانتی‌گراد تجربه کردند. در سال 2018 در همین ماه‌ها این رقم به 52/97 درجه سانتی‌گراد رسید. بررسی روند رابطه شاخص پوشش گیاهی و دمای رویه زمین نشان داد این دو با هم رابطه مستقیم و معکوسی دارند. بررسی گسترش جزیره حرارتی نشان داد تمرکز کانون گرما در نواحی جنوب، جنوب شرق، غرب و شمال و جنوب غرب و مناطق شمالی تهران است. شاخص اقلیمی دمای هوا و دمای رویه زمین هر دو از‌لحاظ الگوی تغییرات دما در ماه‌های ژوئن و جولای مشابه هم بودند و عملکرد یکسانی داشتند.نتیجه گیری مطالعه حاضر نشان می‌دهد تغییر اقلیم ناشی از گرمایش جهانی، استقرار پر فشار جنب حاره تابستانه و فرونشینی هوا در ایران، همراه با افزایش گازهای گلخانه‌ای و تغییرات کاربری اراضی، به‌ویژه از بین رفتن پوشش گیاهی، موجب شده است الگوهای دمایی در مناطق شهری تهران دستخوش تغییرات مکانی و زمانی قابل‌توجهی شوند. یافته‌های این پژوهش می‌تواند در تدوین برنامه‌های بلندمدت برای سازگاری با تغییر اقلیم از حیطه مدیریت بحران در شهرها مورد استفاده قرار گیرد. 

spatiotemporal changes in regional temperature influenced by global warming in tehran province, iran

background and objective urban development has changed the characteristics of the land surface. these changes have the potential to influence weather patterns at a local scale. consequently, with the rise in temperature, urban areas face a significant challenge known as the urban heat island (uhi) effect. this study aims to investigate the spatiotemporal changes in regional temperature and the uhi extent in tehran province, iran, using both meteorological and remote sensing data.method daily temperature data from synoptic stations in tehran (shemiran, chitgar, mehrabad, abali, firuzkuh, and geophysics) from 1996 to 2020 were obtained from the national meteorological organization to examine the temperature change using the mann-kendall test. to measure the regional average temperature based on modis images, the monthly land surface temperature (lst) data during 2014-2024 were downloaded from nasa’s website and calculated in arcgis pro software. to prepare the uhi map, profile, and extent, landsat 8 satellite images for 2024 were obtained from the usgs website and the thermal profile was drawn for the tehran districts (1, 9, 18, 22) based on the highest lst. the climate engine application was used to prepare the maps for the normalized difference vegetation index (ndvi) and lst between 2013 and 2024.results all stations’ temperatures showed an increasing trend except for chitgar. the highest regional temperatures were seen in july and august. in 2015, varamin and rey cities experienced the highest lst in these months (52.5 °c), which increased to 52.97 °c in 2018. the study of the relationship between the trend in ndvi and lst showed a direct and inverse relationship. the examination of the uhi extent showed that the heat sources were in the south, southeast, west, southwest, and northern regions of tehran. the air temperature and lst both showed similar and consistent change patterns in june and july.conclusion this study reveals that climate change, caused by global warming, summer subtropical high-pressure system, and air subsidence in iran, as well as increased greenhouse gas emissions, land-use changes, and vegetation loss, have significantly altered the spatiotemporal patterns of temperature in urban areas of tehran. the findings of this research can be utilized in developing long-term plans for adapting to climate change in the field of urban crisis management.